Ficha Técnica da Série 45-11 de LED Top View - Pacote 3.2x2.8x1.9mm - Tensão 2.7-3.5V - Cor Azul - Documento Técnico em Português

1. Visão Geral do Produto

A série 45-11 representa uma família de LEDs Top View projetados para aplicações de indicação e retroiluminação. Estes componentes são alojados num compacto pacote P-LCC-2 (Portador de Chip com Terminais Plásticos), apresentando uma janela incolor transparente que proporciona uma saída de luz ampla e uniforme. A principal vantagem de projeto desta série é o seu acoplamento óptico otimizado, alcançado através de um inter-refletor integrado dentro do pacote. Esta característica, combinada com um amplo ângulo de visão, torna estes LEDs particularmente adequados para uso com guias de luz, onde uma transmissão eficiente da luz da fonte para o ponto de exibição é crítica.

A série está disponível em várias cores, incluindo laranja suave, verde, azul e amarelo, sendo esta ficha técnica específica detalhada para a variante azul. Uma característica fundamental destes dispositivos é a sua baixa exigência de corrente, tornando-os ideais para aplicações sensíveis ao consumo de energia, como eletrônicos de consumo portáteis, dispositivos de mão e qualquer sistema onde a minimização do consumo de energia seja uma prioridade. O próprio pacote é branco, o que auxilia na reflexão da luz e no brilho geral.

1.1 Características Principais e Conformidade

O dispositivo incorpora várias características importantes para a montagem eletrônica moderna e fiabilidade:

• Pacote:P-LCC-2 com corpo branco e janela incolor transparente.
• Ângulo de Visão:Um amplo ângulo de meia intensidade de 120 graus (2θ1/2) garante visibilidade a partir de uma vasta gama de posições.
• Compatibilidade de Fabrico:O componente é totalmente compatível com processos de soldadura por refluxo de fase de vapor, refluxo por infravermelhos e soldadura por onda. Também é projetado para uso com equipamento automático de pick-and-place, fornecido em fita de 8mm e bobina para montagem eficiente.
• Conformidade Ambiental e Regulatória:O produto é isento de chumbo (Pb-free), cumpre o regulamento REACH da UE e atende aos requisitos de isenção de halogéneos (Bromo <900 ppm, Cloro <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Também é qualificado de acordo com a norma AEC-Q101 para componentes de grau automotivo.
• Proteção contra ESD:Proteção incorporada contra Descarga Eletrostática até 2000V (Modelo do Corpo Humano) aumenta a robustez no manuseamento.

1.2 Aplicações Alvo

A combinação de características posiciona a série 45-11 para uma gama diversificada de aplicações:

• Telecomunicações:Indicadores de estado e retroiluminação de teclado em telefones e máquinas de fax.
• Retroiluminação de Displays:Retroiluminação plana para painéis LCD, interruptores e símbolos.
• Sistemas com Guias de Luz:O acoplamento óptico otimizado e o ângulo amplo tornam-no uma excelente fonte para aplicações com guias de luz.
• Indicação de Uso Geral:Qualquer aplicação que necessite de um indicador fiável e brilhante.
• Iluminação Interior Automotiva:Especificamente mencionada para aplicações como retroiluminação de painel de instrumentos, aproveitando a sua qualificação AEC-Q101.

2. Parâmetros Técnicos: Interpretação Objetiva e Aprofundada

Esta secção fornece uma análise objetiva e detalhada dos principais parâmetros elétricos, ópticos e térmicos especificados para o LED azul 45-11.

2.1 Valores Máximos Absolutos

Estes valores definem os limites de stress além dos quais pode ocorrer dano permanente no dispositivo. A operação sob ou nestes limites não é garantida e deve ser evitada no projeto do circuito.

• Tensão Inversa (V_R):5V. Exceder esta tensão em polarização inversa pode causar ruptura da junção.
• Corrente Direta Contínua (I_F):30 mA. A corrente DC máxima que pode ser aplicada continuamente.
• Corrente Direta de Pico (I_FP):100 mA. Isto é permitido apenas em condições pulsadas com um ciclo de trabalho de 1/10 a 1 kHz. É útil para multiplexagem ou pulsos breves de alto brilho.
• Dissipação de Potência (P_d):120 mW. A potência máxima que o pacote pode dissipar como calor, calculada como Tensão Direta (V_F) × Corrente Direta (I_F).
• Temperatura de Operação (T_opr):-40°C a +85°C. A gama de temperatura ambiente na qual o dispositivo é especificado para operar.
• Temperatura de Armazenamento (T_stg):-40°C a +90°C.
• Temperatura de Soldadura:Especifica perfis térmicos para montagem: 260°C durante 10 segundos durante o refluxo, ou 350°C durante 3 segundos para soldadura manual.

2.2 Características Eletro-Ópticas

Estes parâmetros são medidos numa condição de teste padrão de temperatura ambiente (T_a) de 25°C e uma corrente direta (I_F) de 20 mA, salvo indicação em contrário. As tolerâncias são explicitamente definidas.

• Intensidade Luminosa (I_v):Varia de um mínimo de 225 mcd a um máximo de 565 mcd, com um valor típico implícito pelo sistema de binning. A tolerância é de ±11%.
• Ângulo de Visão (2θ_1/2):120 graus (típico). Este é o ângulo total onde a intensidade luminosa cai para metade do seu valor axial de pico.
• Comprimento de Onda de Pico (λ_p):468 nm (típico). O comprimento de onda no qual a distribuição espectral de potência é máxima.
• Comprimento de Onda Dominante (λ_d):464 nm a 472 nm. Este é o comprimento de onda único percebido pelo olho humano, definindo a cor. A tolerância é de ±1 nm.
• Largura de Banda Espectral (Δλ):25 nm (típico). A largura do espectro de emissão à metade da sua intensidade máxima (FWHM).
• Tensão Direta (V_F):2.70 V a 3.50 V a I_F=20mA. A tolerância é de ±0.05V. Esta gama é crítica para projetar circuitos limitadores de corrente.

3. Explicação do Sistema de Binning

Para garantir consistência na produção, os LEDs são classificados em bins de desempenho. A série 45-11 utiliza um sistema de binning tridimensional para intensidade luminosa, comprimento de onda dominante e tensão direta.

3.1 Binning de Intensidade Luminosa

Os LEDs são categorizados em quatro bins (S2, T1, T2, U1) com base na sua intensidade luminosa medida a 20 mA.

• Bin S2:225 mcd (Mín) a 285 mcd (Máx)
• Bin T1:285 mcd a 360 mcd
• Bin T2:360 mcd a 450 mcd
• Bin U1:450 mcd a 565 mcd

O código específico do dispositivo \"45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM\" indica que se enquadra no bin U1 para intensidade luminosa.

3.2 Binning de Comprimento de Onda Dominante

Os LEDs azuis são agrupados (Grupo F) e ainda divididos em quatro bins (AA1 a AA4) para um controlo de cor preciso.

• Bin AA1:464 nm a 466 nm
• Bin AA2:466 nm a 468 nm
• Bin AA3:468 nm a 470 nm
• Bin AA4:470 nm a 472 nm

O código \"B7C\" provavelmente corresponde a um bin de comprimento de onda específico dentro do Grupo F.

3.3 Binning de Tensão Direta

A tensão direta é classificada em oito categorias (Bins 34 a 41) dentro da gama geral de 2.70V a 3.50V. Cada bin tem um passo de 0.1V.

• Exemplo Bin 34:2.70V a 2.80V
• Exemplo Bin 35:2.80V a 2.90V
• ... atéBin 41:3.40V a 3.50V

O código \"B14\" no número de peça especifica o bin de tensão direta.

4. Análise das Curvas de Desempenho

A ficha técnica inclui várias curvas características típicas que são essenciais para compreender o comportamento do dispositivo em condições não padrão.

4.1 Corrente Direta vs. Tensão Direta (Curva I-V)

Esta curva mostra a relação exponencial entre corrente e tensão. Para um típico LED azul InGaN, a tensão de ligação é cerca de 2.7V-2.8V, após o que a corrente aumenta rapidamente com um pequeno aumento de tensão. Isto destaca a necessidade crítica de um dispositivo limitador de corrente (como uma resistência ou driver de corrente constante) em série com o LED para evitar fuga térmica por sobrecorrente.

4.2 Intensidade Luminosa Relativa vs. Corrente Direta

Este gráfico demonstra que a saída de luz é aproximadamente proporcional à corrente direta na gama de operação típica (ex., até 30-40 mA). No entanto, a eficiência (lúmens por watt) pode atingir o pico a uma corrente inferior ao valor máximo absoluto. Operar acima da corrente recomendada reduz a eficiência e acelera a depreciação dos lúmens e o envelhecimento do dispositivo.

4.3 Intensidade Luminosa Relativa vs. Temperatura Ambiente

A saída de luz do LED é dependente da temperatura. À medida que a temperatura da junção aumenta, a intensidade luminosa tipicamente diminui. Esta curva quantifica essa redução. Para o 45-11, a saída permanece relativamente estável a temperaturas mais baixas, mas mostra um declínio notável à medida que a temperatura ambiente se aproxima do limite superior de 85°C. Isto deve ser considerado em projetos para ambientes de alta temperatura, como interiores automóveis.

4.4 Distribuição Espectral

O gráfico espectral mostra um único pico dominante centrado em torno de 468 nm, característico dos LEDs azuis baseados em InGaN. Os 25 nm de FWHM indicam uma cor azul relativamente pura. Há emissão mínima noutras partes do espectro visível.

4.5 Padrão de Radiação

Um diagrama polar ilustra a distribuição espacial da luz. O amplo ângulo de visão de 120° é confirmado, mostrando um padrão quase-Lambertiano ou de asa de morcego comum para LEDs top view com lente moldada, proporcionando boa visibilidade fora do eixo.

4.6 Curva de Redução da Corrente Direta

Esta curva define a corrente direta contínua máxima permitida em função da temperatura ambiente. À medida que a temperatura sobe, a corrente segura máxima diminui para permanecer dentro dos limites de dissipação de potência do dispositivo e evitar sobreaquecimento. A 85°C, a I_F máxima permitida é significativamente inferior aos 30 mA especificados a 25°C.

5. Informações Mecânicas e do Pacote

5.1 Dimensões do Contorno do Pacote

O pacote P-LCC-2 tem as seguintes dimensões principais (todas em mm, tolerância ±0.1mm salvo indicação):

• Comprimento Total: 3.2 mm
• Largura Total: 2.8 mm
• Altura Total: 1.9 mm
• Passo dos Terminais: 2.54 mm (passo padrão de 0.1 polegada)
• Comprimento dos Terminais: 0.5 mm (mínimo)
• Identificador do Cátodo: O pacote apresenta uma marca verde no cátodo e um entalhe no corpo para indicar a polaridade.

Estas dimensões são cruciais para o projeto da impressão digital na PCB, garantindo a colocação, soldadura e afastamento adequados.

5.2 Identificação da Polaridade

A polaridade correta é essencial. O cátodo (terminal negativo) é identificado por:

1. Uma marca verde no corpo do pacote adjacente ao terminal do cátodo.
2. Um entalhe ou recorte no lado do corpo do pacote próximo ao cátodo.

O terminal do ânodo é tipicamente mais longo na embalagem de fita e bobina, mas as marcações no pacote são a referência primária durante a montagem e inspeção.

6. Diretrizes de Soldadura e Montagem

6.1 Parâmetros do Processo de Soldadura

O dispositivo é classificado para processos de soldadura comuns:

• Soldadura por Refluxo (Sem Chumbo):É especificada uma temperatura de pico de 260°C por um máximo de 10 segundos. O perfil de temperatura recomendado deve incluir pré-aquecimento para ativar o fluxo e minimizar o choque térmico.
• Soldadura Manual:Uma temperatura máxima da ponta do ferro de 350°C aplicada por não mais de 3 segundos por terminal.
• Restrição Crítica:A soldadura por refluxo não deve ser realizada mais de duas vezes no mesmo dispositivo para evitar stress térmico excessivo no pacote e nas ligações dos fios.

6.2 Armazenamento e Sensibilidade à Humidade

Os LEDs são embalados num saco de barreira resistente à humidade com dessecante para evitar a absorção de humidade atmosférica, que pode causar \"pipocagem\" (fissuração do pacote) durante o refluxo.

• Antes de Abrir:Armazenar a ≤30°C e ≤70% de Humidade Relativa (HR). Utilizar dentro de um ano.
• Após Abrir:Completar a soldadura dentro de 72 horas (3 dias) em condições de ≤30°C e ≤60% HR.
• Reembalagem:Se não forem utilizados dentro de 3 dias, as peças não utilizadas devem ser seladas novamente no saco original ou equivalente à prova de humidade com dessecante novo.
• Secagem (Baking):Se o tempo de armazenamento for excedido ou o indicador de dessecante mostrar saturação, é necessária uma secagem única a 60°C ±5°C durante 24 horas para remover a humidade antes da soldadura.

6.3 Precauções Críticas de Utilização

• Proteção contra Sobrecorrente:É obrigatório um resistor limitador de corrente externo ou um driver de corrente constante. A característica exponencial I-V do LED significa que um pequeno aumento de tensão causa um grande surto de corrente, levando a falha imediata.
• Stress Mecânico:Evitar aplicar stress mecânico (dobrar, empurrar) no corpo do LED ou nos terminais durante ou após a soldadura.

7. Embalagem e Informação de Encomenda

7.1 Especificações da Fita e Bobina

O produto é fornecido para montagem automatizada:

• Largura da Fita Suporte:8 mm.
• Passo dos Bolsos:4.0 mm.
• Dimensões da Bobina:Bobina padrão de 13 polegadas com dimensões específicas do cubo, flange e gerais fornecidas nos desenhos da ficha técnica.
• Quantidade por Bobina:2000 peças.

7.2 Explicação do Rótulo

O rótulo da bobina contém vários códigos:

• P/N:Número de Peça Completo (ex., 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM).
• LOT No.:Número de lote de fabrico rastreável.
• QTY:Quantidade na bobina.
• CAT:Classificação de Intensidade Luminosa (ex., U1).
• HUE:Classificação de Comprimento de Onda Dominante.
• REF:Classificação de Tensão Direta.

8. Sugestões de Aplicação e Considerações de Projeto

8.1 Circuitos de Aplicação Típicos

O circuito de acionamento mais básico é uma fonte de tensão (V_CC) em série com um resistor limitador de corrente (R_S) e o LED. O valor do resistor é calculado como: R_S= (V_CC- V_F) / I_F. Por exemplo, com uma alimentação de 5V, uma V_Fde 3.0V (típico), e uma I_Fdesejada de 20 mA: R_S= (5 - 3.0) / 0.02 = 100 Ω. A potência nominal do resistor deve ser I_F²× R_S= 0.04 W, portanto, um resistor padrão de 1/8W (0.125W) ou 1/10W é suficiente.

Para aplicações que requerem brilho estável ou operação numa ampla gama de tensão, é recomendado um driver IC de corrente constante.

8.2 Projeto para Aplicações com Guias de Luz

Ao acoplar a um guia de luz:

• Alinhamento:Alinhar precisamente o centro óptico do LED com a face de entrada do guia de luz.
• Intervalo:Manter um pequeno intervalo de ar controlado (ou usar adesivo óptico) entre a cúpula do LED e o guia de luz para maximizar a eficiência de acoplamento da luz.
• Binning:Para matrizes multi-LED (ex., para retroiluminação de um painel), usar LEDs dos mesmos bins de intensidade luminosa e comprimento de onda para garantir brilho e cor uniformes em todo o display.

8.3 Considerações de Gestão Térmica

Embora o pacote seja pequeno, uma dissipação de calor eficaz melhora a longevidade e mantém o brilho:

• Layout da PCB:Utilizar vias termicamente condutoras sob a almofada térmica do LED (se aplicável) ou ligadas aos seus terminais para conduzir calor para o plano de terra/alimentação.
• Temperatura Ambiente:Respeitar a curva de redução da corrente. Em ambientes de alta temperatura (ex., dentro de um carro num dia quente), reduzir a corrente de acionamento ou garantir ventilação adequada.

9. Comparação e Diferenciação Técnica

Objetivamente, a série 45-11 oferece vários pontos de diferenciação em comparação com LEDs genéricos:

• Ângulo de Visão Largo vs. LEDs de Ângulo Estreito:O ângulo de 120° é superior para aplicações que requerem visibilidade ampla (painéis de instrumentos, luzes de estado) em comparação com LEDs de ângulo estreito usados para feixes focados.
• Pacote P-LCC-2 vs. Montagem em Orifício:O pacote de montagem em superfície permite designs mais pequenos, leves e automatizáveis em comparação com LEDs tradicionais de montagem em orifício, como T-1 3/4.
• Qualificação Automotiva (AEC-Q101):Esta qualificação formal para fiabilidade sob condições de stress automotivo (ciclagem térmica, humidade, etc.) distingue-o dos LEDs de grau comercial, tornando-o adequado para aplicações interiores automotivas.
• Refletor Integrado:O inter-refletor moldado dentro do pacote melhora a extração de luz e a eficiência de acoplamento, uma característica não presente em todos os pacotes básicos de LED SMD.

10. Perguntas Frequentes (Baseadas em Parâmetros Técnicos)

P1: Posso acionar este LED diretamente a partir de um pino de microcontrolador de 3.3V?

R: Não é recomendado. A tensão direta (2.7V-3.5V) está muito próxima ou excede a alimentação de 3.3V. Mesmo que acenda, a corrente ficaria descontrolada e altamente sensível a variações de V_F, provavelmente levando a brilho inconsistente ou danos. Utilize sempre um resistor em série ou um driver.

P2: Qual é a diferença entre Comprimento de Onda de Pico e Comprimento de Onda Dominante?

R: O Comprimento de Onda de Pico (λ_p) é o pico físico do espectro de emissão (468 nm). O Comprimento de Onda Dominante (λ_d) é o comprimento de onda único psicofísico que corresponde à cor percebida (464-472 nm). Para LEDs monocromáticos como este azul, eles estão muito próximos. λ_dé mais relevante para a especificação da cor.

P3: Por que o procedimento de armazenamento e secagem é tão específico?

R: O pacote plástico absorve humidade. Durante o alto calor da soldadura por refluxo, esta humidade pode vaporizar-se rapidamente, criando pressão interna que pode delaminar o pacote ou fissurar o chip (\"pipocagem\"). Os procedimentos controlam a exposição à humidade para evitar este modo de falha.

P4: Como interpreto o número de peça 45-11/B7C-FS2U1B14/2T-AFM?

R: É um identificador codificado. \"45-11\" é a série. \"B7C\" provavelmente indica o bin de cor/comprimento de onda (Azul, sub-bin específico). \"FS2U1\" indica os bins de intensidade luminosa (provavelmente cobrindo uma gama). \"B14\" é o bin de tensão direta. \"2T\" e \"AFM\" podem referir-se ao tipo de fita e outros códigos específicos da fábrica.

11. Exemplo Prático de Caso de Uso

Cenário: Projetar um indicador de painel de instrumentos para um acessório automotivo.

1. Seleção:O LED azul 45-11 é escolhido pela sua qualificação AEC-Q101, amplo ângulo de visão (bom para visibilidade do condutor) e adequação para potencial integração com guia de luz atrás de um ícone.
2. Projeto do Circuito:É utilizado o sistema nominal de 12V do veículo. Calcula-se um resistor em série. Assumindo um pior caso de V_Fde 3.5V e uma I_Falvo de 20 mA: R_S= (12 - 3.5) / 0.02 = 425 Ω. O valor padrão de 5% mais próximo é 430 Ω. Dissipação de potência: (0.02)²* 430 = 0.172W, portanto, é selecionado um resistor de 1/4W.
3. Análise Térmica:O ambiente do painel de instrumentos pode atingir 85°C. Consultando a curva de redução, a corrente contínua máxima a 85°C é reduzida. Os 20 mA escolhidos devem ser verificados como seguros a esta temperatura. Caso contrário, a corrente pode precisar de ser reduzida para 15 mA.
4. Layout da PCB:A impressão digital corresponde ao pacote 3.2x2.8mm com passo de 2.54mm. É colocada uma pequena área de exclusão em torno do LED para o alojamento do guia de luz. São adicionadas vias térmicas sob a almofada do cátodo ligadas a um plano de terra para espalhar o calor.
5. Montagem:Os LEDs são encomendados em fita de 8mm e bobina para montagem automatizada. O perfil de refluxo é definido para não exceder a temperatura de pico de 260°C. A fábrica segue o limite de exposição de 72 horas após abrir os sacos de barreira à humidade.

Terminologia de Especificação LED

Explicação completa dos termos técnicos LED